JPH09247048A - 直接拡散送受信装置 - Google Patents

直接拡散送受信装置

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JPH09247048A
JPH09247048A JP7941196A JP7941196A JPH09247048A JP H09247048 A JPH09247048 A JP H09247048A JP 7941196 A JP7941196 A JP 7941196A JP 7941196 A JP7941196 A JP 7941196A JP H09247048 A JPH09247048 A JP H09247048A
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Y R P IDO TSUSHIN KIBAN KIJIYUTSU KENKYUSHO KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リアルタイム性を要求するデータとエラーフ
リーを要求するデータの2つのタイプのデータ通信に対
応する。 【解決手段】 送信側においては、フレーム生成手段2
で伝送すべきデータに誤り検出データとARQ制御デー
タからなるARQ用データを付加してフレームを構成す
る。送信フレーム制御手段4は通常のデータ通信と誤り
訂正のために再送する目的で予備としてあらかじめ備え
ておくための予備フレームを生成し、その出力を直接拡
散手段5から出力する。受信側においては、逆拡散手段
12から出力されるフレームの中の誤りを誤り検出手段
11で検出し、誤りが検出されたときに再送要求制御手
段10により、誤りが検出されたフレームの再送要求を
行う。送信側において、再送要求制御手段10の出力信
号に基づいて、再送すべきフレームを予備フレーム内の
フレームとして割り当てる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線データ通信シ
ステムにおいて使用される直接拡散送受信装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】大伝送容量を実現できる無線通信システ
ムとしてスペクトラム拡散通信方式が注目されており、
北米で標準化されたCDMA方式セルラー電話システム
(TIA IS95)が知られている。移動通信等の無
線通信においては、フェージングなどの無線伝送特有の
伝送誤りが発生しやすく、前記方式においては、信頼性
を向上するために、インターリーブと畳み込み符号化を
組み合わせている。
【0003】図10に、この従来方式の構成の概略を示
す。この図において、20は送信部であり、入力された
送信データは、誤り検出用ビット付加手段21において
誤り検出用ビットが付加されたのち、畳み込み符号化手
段22に入力され、畳み込み符号を用いて符号化され
る。畳み込み符号化手段22において符号化された送信
データは、インターリーブ手段23においてインターリ
ーブされたのち、直接拡散手段24において直接拡散さ
れ送信アンテナ25から送信される。26は受信部であ
り、受信アンテナ27に受信された送信信号は、逆拡散
手段28において逆拡散されたのち、デインターリーブ
手段29においてデインターリーブされ、ビタビ復号手
段30においてビタビ復号される。ビタビ復号された受
信データは、誤り検出演算手段31に供給され、誤り検
出訂正されて、受信データが再生される。
【0004】この従来の通信方式によれば、畳み込み符
号化およびインターリーブを行い、また、直接拡散方式
を採用しているため、音声等の低伝送速度のデータ通信
に関しては、高品質でかつ伝送容量の大きいデータ通信
が可能である。また、この方式に対してARQ(auto r
epeat request:自動再送要求)を適用することも検討
されている。(L.KIM,etc,"A Study on the Performanc
e Anarysis of Error Control Algorithms in Cellular
DS/CDMA Systems",Conf.Rec.IEEE Inc Conf Commun.,
vol.2,pp.908-912,1994)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の通信方式によれば、音声等の低伝送速度のデータにつ
いては、高品質かつ伝送容量の大きいデータ通信が可能
であるが、マルチメディアデータの伝送を行なおうとす
ると動画等の高伝送速度のデータ通信も要求されるよう
になる。このような高伝送速度のデータ通信に対して、
上述した通信方式を採用する場合には、畳み込み符号化
手段やインターリーブ手段に高速動作が要求され、消費
電力が大きくなるという問題が予想される。
【0006】また、マルチメディア無線通信を行うとき
には、音声や動画等のリアルタイム性を要求するデータ
だけではなく、エラーフリーを要求するコンピュータデ
ータにも対応しなければならない。すなわち、音声や動
画等のリアルタイム性を要求するデータの場合はデータ
の信頼性よりも高速性が要求されるが、コンピュータデ
ータなどの場合にはデータの信頼性が最も重視される。
このような異なる性質を有するデータのいずれにも対応
することができる無線通信システムが要求されている。
【0007】そこで、本発明は、これら2つのタイプの
データを効率的に伝送することができ、また、高い伝送
速度であるにもかかわらず、低消費電力で、伝送容量も
比較的大きい直接拡散送受信装置を提供することを目的
としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のスロット化されたインターフェース構成を
有する無線データ通信システムにおいて使用される直接
拡散送受信装置は、送信側装置は、伝送すべきデータに
誤り検出データとARQ制御データからなるARQ用デ
ータを付加して送信フレームを生成する手段と、誤りな
くデータ通信する場合に予定されるL個(Lは整数)の
フレームからなる希望伝送フレームを生成する手段と、
フレームを再送するために予備として設けられているM
個(Mは整数)のフレームからなるARQ用予備フレー
ムを生成する手段と、送信すべき前記希望伝送フレーム
および前記ARQ用予備フレームのフレーム構成を制御
する送信フレーム制御手段と、前記送信フレーム制御手
段の出力を直接拡散する直接拡散手段とを備え、受信側
装置は、受信信号を逆拡散する逆拡散手段と、前記逆拡
散手段から出力される受信フレーム中の誤りを検出する
誤り検出手段と、受信フレーム中の前記伝送すべきデー
タと前記ARQ用データとを分離する手段と、前記AR
Q用データに基づいて誤りが検出されたフレームの再送
要求を行う再送要求制御手段とを備え、前記送信フレー
ム制御手段は、誤りを検出しない場合に希望伝送フレー
ムのみを直接拡散手段に出力してARQ用予備フレーム
時には無送信とし、誤りを検出した場合には、前記再送
要求制御手段の出力信号に基づいて、再送すべきフレー
ムをARQ用予備フレーム内のフレームとして割り当て
るようになされている。
【0009】また、前記送信フレーム制御手段は、受信
側の誤り検出手段より誤りが検出された場合に前記再送
要求制御手段により出力された再送要求に対して、随時
再送すべきフレームを割り当て、前記再送要求がない場
合には希望伝送フレーム内で予定されたフレームを割り
当てるようになされているものである。さらにまた、前
記送信フレーム制御手段によるフレームの送信開始タイ
ミングを調整するためのフレーム伝送タイミング決定手
段をさらに備えたものである。
【0010】さらにまた、前記送信フレーム制御手段に
対してARQ用予備フレーム数Mを指示するARQ用予
備フレーム数決定手段がさらに備えられており、さらに
は、前記逆拡散手段の出力から受信電界強度を検出する
手段が設けられ、該電界強度を検出する手段の出力に基
づいて前記ARQ用予備フレーム数決定手段がARQ用
予備フレーム数を決定するようになされているものであ
る。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の直接拡散送受信装置は、
スロット化されたインターフェース構成、すなわち、デ
ータの送出開始時刻が同期化されている通信方式におい
て使用されるものであり、これについて図2および図3
を参照して説明する。図2は本発明におけるフレーム構
成を示す図である。この図に示すように、本発明におい
ては、誤りなく伝送されるときに予定される量のデータ
を伝送するためのL(Lは整数)個のフレームからなる
希望伝送フレームと、伝送誤りが発生したときに誤り訂
正のためにデータを再送する目的でM(Mは整数)個の
フレームを伝送できるように予備として確保されている
ARQ用予備フレームとが、交互に配置されている。図
示するように、各フレームは、所定ビット数の送信すべ
きデータが格納されるデータ部とARQ用データとから
構成されており、ARQ用データはARQ制御データと
誤り検出データとからなっている。
【0012】図3に前記フレームの構造の一例を示す。
この図に示すように、前記ARQ制御データは、送信フ
レーム番号、再送要求フレーム番号および再送要求ビッ
トで構成される。送信フレーム番号は当該フレームの番
号、再送要求フレーム番号は再送を要求するフレームの
番号であり、再送要求ビットは再送要求の有無を指示す
るビットである。この再送要求ビットが「1」のときは
「再送要求あり」を示し、「0」のときは「再送要求な
し」を示している。なお、この再送要求ビットが「0」
のときは、前記再送要求フレーム番号にはダミーデータ
が格納される。また、誤り検出データとしては、伝送誤
りを検出することができるものであればいかなるもので
も用いることができるが、この例においてはCRC符号
が用いられている。
【0013】このようなデータを通信する本発明の送受
信装置の第1の実施の形態を図1に示す。この図におい
て、18は送信部、19は受信部、6は送信アンテナ、
14は受信アンテナである。送信部18において、1は
入力される送信すべきデータを前記1フレームに割り当
てられる所定のビット数に分割するデータ分離手段であ
る。2はフレーム生成手段であり、前記データ分離手段
1において所定のビット数に分割されたデータとARQ
制御データ(この段階では、フレーム番号データとダミ
ーデータ(例えばオール「0」)からなる再送要求フレ
ーム番号と再送要求データ)とからCRC符号などの誤
り検出データを生成し、これらの各データを結合してフ
レームを生成する。3は前記フレーム生成手段2におい
て生成されたフレームを希望伝送フレーム数Lに対応す
るべくLフレーム分記憶するメモリである。
【0014】4は送信フレーム制御手段であり、後述す
る再送要求制御手段10からの再送要求信号がない場合
には、前記メモリ3に格納されているフレームを順次読
み出して直接拡散手段5に供給し、前記再送要求信号が
ある場合には、該再送要求信号に基づいて前記ダミーデ
ータに代えてARQ制御データを生成するとともに、前
記メモリ3から該再送要求信号により要求されたフレー
ムを読み出し、そのフレームに含まれるデータと前記生
成したARQ制御データとから再び誤り検出データを生
成して、フレームを再構成して直接拡散手段5に送出す
る送信フレーム制御手段である。5は前記送信フレーム
制御手段4の出力をPN系列を用いて所定の周波数帯域
幅に直接拡散する直接拡散手段である。この直接拡散手
段5の出力は送信アンテナ6から送信される。
【0015】受信部19において、12は同期手段13
から出力される同期信号を基にPN系列を用いて受信ア
ンテナ14で受信された信号の逆拡散を行う逆拡散手段
である。13は前記逆拡散手段12から出力される信号
を基に逆拡散同期信号とフレーム同期信号を生成し、該
逆拡散同期信号を前記逆拡散手段12に出力するととも
に、フレーム同期信号を誤り検出手段11とデータ組立
手段7に出力する同期手段である。11は前記逆拡散手
段12より出力される受信フレーム中に含まれる誤り検
出データを基に該フレーム内のビット誤りの有無を判定
する誤り検出手段である。
【0016】9はデータ分離手段であり、前記誤り検出
手段11における検出の結果、誤りがない場合には、受
信されたフレームに含まれるデータ部とARQ用データ
とを分離して、データ部はメモリ8に書き込み、ARQ
用データは再送要求制御手段10に出力する。このよう
に誤りなく受信されたフレームのARQ用データ(送信
フレーム番号)を保持することにより、誤りが検出され
たときにそのフレームのフレーム番号を特定することが
可能となる。一方、前記誤り検出手段において誤りが検
出された場合には、データ分離手段9は該誤りのあるフ
レームをフレームごと廃棄する。
【0017】10は再送要求制御手段であり、前記誤り
がある場合にデータ分離手段9より出力されるARQ用
データを基にL個の全希望伝送フレームが誤りなく受信
されるように前記送信フレーム制御手段4に対して再送
要求信号を出力するものである。8は、誤りなくフレー
ムが受信されたときに前記データ分離手段9から出力さ
れるデータを記憶するメモリである。7は、同期手段1
3からの同期信号を基にメモリ8からデータを読み出
し、前記分離手段1とは逆の操作によりL個のデータ群
から元のデータを再構成するデータ組立手段である。
【0018】このように構成された送受信装置におい
て、前記誤り検出手段11において受信したL個の希望
伝送フレームのすべてのフレームに誤りが検出されない
場合は、前記再送要求制御手段10は送信フレーム制御
手段4に対して再送要求信号を出力せず、送信フレーム
制御手段4はARQ用予備フレームの時間には直接拡散
手段5に対してデータを出力しない。従って、図2で示
したARQ用予備フレームの時間では、送信アンテナか
らは無送信となる。
【0019】前記受信した希望伝送フレームに誤りが検
出された場合における、送信フレーム制御手段4による
再送手順の一例を図4に示す。この図に示す例は、送信
フレーム制御手段4が、希望送信フレームの全てのフレ
ームを送信した後に、再送要求制御手段10の要求に応
じて再送を行なうようになされている。図4は、A局と
B局が図1に示した送受信装置を用いて送受信している
様子を示すもので、希望伝送フレーム数L=6とされて
いる。図示するように、A局から希望伝送フレーム1〜
6が順次送信されており、B局において該A局から送信
された希望伝送フレームを受信中に第2番目のフレーム
において伝送誤りが検出された場合を示している。
【0020】B局の受信部における誤り検出手段11に
おいて誤りが検出されると、前記データ分離手段9にお
いてこの誤りが検出されたフレームは破棄され、前記再
送要求制御手段10に対して誤りが検出されたことが通
知される。これに応じて、前記再送要求制御手段10
は、既に誤りなく受信されたフレームの送信フレーム番
号より、誤りのあったフレームの送信フレーム番号を特
定し、該特定した送信フレーム番号(この場合は
「2」)と再送要求信号とを送信部18における送信フ
レーム制御手段4に対して出力する。これにより、送信
フレーム制御手段4は、図3に示したARQ制御データ
中の再送要求フレーム番号に「2」を、また再送要求ビ
ットに「1」を格納し、前述したようにフレームを再構
成してA局に対し伝送する。
【0021】このB局から送信されたフレームを受信し
たA局において、受信部の誤り検出手段11において誤
りが検出されなかったとすると、A局はB局で送信され
た再送要求フレーム番号の「2」と再送要求ビットの
「1」を正しく受信したことになる。これにより、A局
におけるデータ分離手段9から該受信されたフレームに
含まれるARQ用データが再送要求制御手段10に出力
される。再送要求制御手段10は、前記ARQ用データ
に含まれる再送要求ビットが「1」であるため、再送要
求フレーム番号「2」とともに再送要求信号を送信フレ
ーム制御手段4に出力する。再送要求信号を受け取った
送信フレーム制御手段4は、前記メモリ3から当該再送
要求フレーム番号に対応するフレームを読み出し、L個
の希望伝送フレームを全て送信した後に再送要求された
フレーム番号2のフレームを再送するように制御する。
すなわち、この例においては、図示するように、フレー
ム6の後に、フレーム2が再送される。さらに、B局に
おいてフレーム5の受信中にも誤りが検出された場合に
は、前述した場合と同様にしてARQ用データがA局に
伝送され、図示するように、ARQ用予備フレームの中
でフレーム5が再送される。
【0022】送信フレーム制御手段4による再送手順の
他の例を図5に示す。この図5に示した例は前述した図
4の例と同様であるが、前記図4の場合には、前記A局
の送信フレーム制御手段4が再送するときに希望伝送フ
レームのL個全てのフレームを送信した後に再送するよ
うに構成されているのに対し、この図5に示した例にお
いては、送信フレーム制御手段4は再送要求制御手段1
0から再送要求が出力され次第、希望伝送フレームの送
信に割り込みをかけて再送を行うように構成されている
ものである。従って、図示するように、フレーム2の再
送は希望伝送フレーム4の送信の後に行なわれ、フレー
ム2が再送された後に、希望伝送フレーム5が送信され
ている。この場合、L個の希望伝送フレームの内の一部
のフレームはARQ用予備フレームの時間にはみ出して
送信されることとなる。
【0023】以上説明したように、本発明においては、
再送により伝送誤りの訂正を行うようことができる。こ
の場合、ARQ用予備フレーム数Mを大きくすると再送
のための時間が長くなり、再送回数、すなわち、誤り訂
正回数が多くなる。このことから前記ARQ用予備フレ
ーム数Mを調整することにより、例えばリアルタイム性
が要求される場合には、Mを比較的小さな値にして伝送
速度を大きくし、エラーフリーを要求される場合には、
Mを大きくすることによって信頼性を高くすることがで
きる。すなわち、伝送すべきデータのタイプ(リアルタ
イムデータ伝送とエラーフリーのデータ伝送)に応じた
特性を有するようにシステムを設定することが可能とな
る。
【0024】図6は本発明の他の実施の形態を示す図で
ある。この実施の形態は、送信部18にフレーム送信タ
イミング決定手段15が設けられている点で、前記図1
に示した実施の形態と相違している。このフレーム送信
タイミング決定手段15には図示するように外部から制
御信号が印加されており、フレーム送信タイミング決定
手段15は、この制御信号に基づいてフレームの開始タ
イミングを決定し、前記送信フレーム制御手段4に送信
開始タイミングを指示する制御信号を出力するようにな
されている。このようにフレーム開始タイミングを制御
することにより、次に説明するように、複数の局間で同
時に通信している場合における伝送容量を増大すること
が可能となる。
【0025】このフレーム開始タイミング制御の一例を
図7に示す。この図に示すように、A局とB局およびC
局とD局が同時に通信しているものとする。A局とB
局、C局とD局は、それぞれ異なる拡散符号による直接
拡散信号を送信しており、A局とB局の送信信号はC局
とD局に対する干渉電力となり、C局とD局の送信信号
はA局とB局に対する干渉電力となる。前述したよう
に、ARQ用予備フレームでは誤りが検出された場合に
のみ再送が行われるのであるから、一般的には、ARQ
用予備フレームの時間において信号が送信される確率は
低い。したがって、各局におけるフレーム送信タイミン
グ決定手段15に対し、A局とB局(C局とD局)が希
望伝送フレームのタイミングであるときに、C局とD局
(A局とB局)がARQ用予備フレームのタイミングと
なるように前記制御信号を供給する。これにより、C局
とD局(A局とB局)の再送によって、希望伝送フレー
ムの伝送に対する妨害の平均パワーを減少させることが
できる。その結果、伝送容量を増大することが可能とな
る。
【0026】図8に本発明のさらに他の実施の形態を示
す。この実施の形態においては、前記図1に記載した実
施の形態と比較して、送信部18にARQ用予備フレー
ム数決定手段16が設けられている点で相違している。
このARQ用予備フレーム数決定手段16は、外部信号
に基づいてARQ用予備フレーム数Mを調整する手段で
ある。例えば、伝送すべきデータがリアルタイム性を要
求するデータであるときには、ARQ用予備フレーム数
Mを少なくして伝送速度を向上し、エラーフリーを要求
するデータであるときには、ARQ用予備フレーム数M
を多くして誤りを訂正することができるようにする。
【0027】図9に本発明のさらに他の実施の形態を示
す。この実施の形態は、前記図8に示した第3の実施の
形態にさらにRSSI検出手段17が加えられているも
のである。このRSSI検出手段17は、前記逆拡散手
段12の出力信号から受信信号の電界強度を検出し、前
記ARQ用予備フレーム数決定手段16に出力するもの
である。この実施の形態においては、前記ARQ用予備
フレーム数決定手段16は、RSSI検出手段7から供
給される受信信号の強度を表わす信号に基づいて、AR
Q用予備フレーム数Mを調整する。例えば、受信電界強
度が大きいときには、伝送誤りを生じる可能性が低いの
であるから、ARQ用予備フレーム数Mを小さくして伝
送速度を大きくすることが可能となる。このようにし
て、状況に応じてシステムを最適化することが可能とな
る。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リアルタイム性を要求するデータ通信とエラーフリーを
要求するデータ通信とをARQ用フレーム数Mを調整す
ることにより選択して送受信することが可能となる。ま
た、ARQを用いることによりデータの高信頼性を確保
することができるとともに、直接拡散を行っているので
再送が少ない時は他への干渉を抑圧させることができ、
再送を行なうことによる伝送容量の低下を少なくするこ
とができる。さらにまた、送信側における畳み込み符号
化およびインターリーブ、受信側におけるデインターリ
ーブおよびビタビ復号を行なっていないため、回路を小
型化および低消費電力化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における送受信装置の一実施の形態の構
成を示す図である。
【図2】本発明におけるフレーム構成を示す図である。
【図3】本発明におけるフレームの具体例を示す図であ
る。
【図4】フレーム再送手順の一例を説明するための図で
ある。
【図5】フレーム再送手順の他の例を説明するための図
である。
【図6】本発明における送受信装置の他の実施の形態の
構成を示す図である。
【図7】フレームの開始タイミングの制御を説明するた
めの図である。
【図8】本発明における送受信装置のさらに他の実施の
形態の構成を示す図である。
【図9】本発明における送受信装置のさらに他の実施の
形態の構成を示す図である。
【図10】従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
1、9 データ分離手段 2 フレーム生成手段 3、8 メモリ 4 送信フレーム制御手段 5 直接拡散手段 6 送信アンテナ 7 データ組立手段 10 再送要求制御手段 11 誤り検出手段 12 逆拡散手段 13 同期手段 14 受信アンテナ 15 フレーム送信タイミング決定手段 16 ARQ用予備フレーム数決定手段 17 RSSI検出手段 18 送信部 19 受信部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スロット化されたインターフェース構成
    を有する無線データ通信システムにおいて使用される直
    接拡散送受信装置であって、 送信側装置は、 伝送すべきデータに誤り検出データとARQ制御データ
    からなるARQ用データを付加して送信フレームを生成
    する手段と、 誤りなくデータ通信する場合に予定されるL個(Lは整
    数)のフレームからなる希望伝送フレームを生成する手
    段と、 フレームを再送するために予備として設けられているM
    個(Mは整数)のフレームからなるARQ用予備フレー
    ムを生成する手段と、 送信すべき前記希望伝送フレームおよび前記ARQ用予
    備フレームのフレーム構成を制御する送信フレーム制御
    手段と、 前記送信フレーム制御手段の出力を直接拡散する直接拡
    散手段とを備え、 受信側装置は、 受信信号を逆拡散する逆拡散手段と、 前記逆拡散手段から出力される受信フレーム中の誤りを
    検出する誤り検出手段と、 受信フレーム中の前記伝送すべきデータと前記ARQ用
    データとを分離する手段と、 前記ARQ用データに基づいて誤りが検出されたフレー
    ムの再送要求を行う再送要求制御手段とを備え、 前記送信フレーム制御手段は、誤りを検出しない場合に
    は希望伝送フレームのみを前記直接拡散手段に出力して
    ARQ用予備フレーム時には無送信とし、誤りを検出し
    た場合には前記再送要求制御手段の出力信号に基づいて
    再送すべきフレームをARQ用予備フレーム内のフレー
    ムとして割り当てることを特徴とする直接拡散送受信装
    置。
  2. 【請求項2】 前記送信フレーム制御手段は、 受信側の誤り検出手段より誤りが検出された場合に前記
    再送要求制御手段により出力された再送要求に対して、
    随時再送すべきフレームを割り当て、前記再送要求がな
    い場合には希望伝送フレーム内で予定されたフレームを
    割り当てることを特徴とする前記請求項1記載の直接拡
    散送受信装置。
  3. 【請求項3】 前記送信フレーム制御手段によるフレー
    ムの送信開始タイミングを調整するためのフレーム伝送
    タイミング決定手段をさらに備えたことを特徴とする前
    記請求項1または2に記載の直接拡散送受信装置。
  4. 【請求項4】 前記送信フレーム制御手段に対してAR
    Q用予備フレーム数Mを指示するARQ用予備フレーム
    数決定手段をさらに備えたことを特徴とする前記請求項
    1または2に記載の直接拡散送受信装置。
  5. 【請求項5】 前記逆拡散手段の出力から受信電界強度
    を検出する手段をさらに備え、該電界強度を検出する手
    段の出力に基づいて前記ARQ用予備フレーム数決定手
    段がARQ用予備フレーム数を決定するようになされて
    いることを特徴とする前記請求項4記載の直接拡散送受
    信装置。
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